Theorem natoppfb 49202

Description: A natural transformation is natural between opposite functors, and vice versa. (Contributed by Zhi Wang, 18-Nov-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
natoppf.o	⊢ 𝑂 = (oppCat‘𝐶)
natoppf.p	⊢ 𝑃 = (oppCat‘𝐷)
natoppf.n	⊢ 𝑁 = (𝐶 Nat 𝐷)
natoppf.m	⊢ 𝑀 = (𝑂 Nat 𝑃)
natoppfb.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 = (oppFunc‘𝐹))
natoppfb.l	⊢ (𝜑 → 𝐿 = (oppFunc‘𝐺))
natoppfb.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
natoppfb.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑊)

Assertion

Ref	Expression
natoppfb	⊢ (𝜑 → (𝐹𝑁𝐺) = (𝐿𝑀𝐾))

Proof of Theorem natoppfb

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		natoppf.o	. . . 4 ⊢ 𝑂 = (oppCat‘𝐶)
2		natoppf.p	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (oppCat‘𝐷)
3		natoppf.n	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (𝐶 Nat 𝐷)
4		natoppf.m	. . . 4 ⊢ 𝑀 = (𝑂 Nat 𝑃)
5		natoppfb.k	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾 = (oppFunc‘𝐹))
6	5	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺)) → 𝐾 = (oppFunc‘𝐹))
7		natoppfb.l	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐿 = (oppFunc‘𝐺))
8	7	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺)) → 𝐿 = (oppFunc‘𝐺))
9		simpr 484	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺)) → 𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺))
10	1, 2, 3, 4, 6, 8, 9	natoppf2 49201	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺)) → 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾))
11		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ (oppCat‘𝑂) = (oppCat‘𝑂)
12		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ (oppCat‘𝑃) = (oppCat‘𝑃)
13		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ ((oppCat‘𝑂) Nat (oppCat‘𝑃)) = ((oppCat‘𝑂) Nat (oppCat‘𝑃))
14	7	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐿 = (oppFunc‘𝐺))
15	14	fveq2d 6864	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppFunc‘𝐿) = (oppFunc‘(oppFunc‘𝐺)))
16	4	natrcl 17921	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾) → (𝐿 ∈ (𝑂 Func 𝑃) ∧ 𝐾 ∈ (𝑂 Func 𝑃)))
17	16	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (𝐿 ∈ (𝑂 Func 𝑃) ∧ 𝐾 ∈ (𝑂 Func 𝑃)))
18	17	simpld 494	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐿 ∈ (𝑂 Func 𝑃))
19	14, 18	eqeltrrd 2830	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppFunc‘𝐺) ∈ (𝑂 Func 𝑃))
20		relfunc 17830	. . . . . . 7 ⊢ Rel (𝑂 Func 𝑃)
21		eqid 2730	. . . . . . 7 ⊢ (oppFunc‘𝐺) = (oppFunc‘𝐺)
22	19, 20, 21	2oppf 49109	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppFunc‘(oppFunc‘𝐺)) = 𝐺)
23	15, 22	eqtr2d 2766	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐺 = (oppFunc‘𝐿))
24	5	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐾 = (oppFunc‘𝐹))
25	24	fveq2d 6864	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppFunc‘𝐾) = (oppFunc‘(oppFunc‘𝐹)))
26	17	simprd 495	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐾 ∈ (𝑂 Func 𝑃))
27	24, 26	eqeltrrd 2830	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppFunc‘𝐹) ∈ (𝑂 Func 𝑃))
28		eqid 2730	. . . . . . 7 ⊢ (oppFunc‘𝐹) = (oppFunc‘𝐹)
29	27, 20, 28	2oppf 49109	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppFunc‘(oppFunc‘𝐹)) = 𝐹)
30	25, 29	eqtr2d 2766	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐹 = (oppFunc‘𝐾))
31		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾))
32	11, 12, 4, 13, 23, 30, 31	natoppf2 49201	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝑥 ∈ (𝐹((oppCat‘𝑂) Nat (oppCat‘𝑃))𝐺))
33	1	2oppchomf 17691	. . . . . . . 8 ⊢ (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘(oppCat‘𝑂))
34	33	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘(oppCat‘𝑂)))
35	1	2oppccomf 17692	. . . . . . . 8 ⊢ (compf‘𝐶) = (compf‘(oppCat‘𝑂))
36	35	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (compf‘𝐶) = (compf‘(oppCat‘𝑂)))
37	2	2oppchomf 17691	. . . . . . . 8 ⊢ (Homf ‘𝐷) = (Homf ‘(oppCat‘𝑃))
38	37	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (Homf ‘𝐷) = (Homf ‘(oppCat‘𝑃)))
39	2	2oppccomf 17692	. . . . . . . 8 ⊢ (compf‘𝐷) = (compf‘(oppCat‘𝑃))
40	39	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (compf‘𝐷) = (compf‘(oppCat‘𝑃)))
41		natoppfb.c	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
42	41	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐶 ∈ 𝑉)
43		natoppfb.d	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑊)
44	43	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐷 ∈ 𝑊)
45	1, 2, 42, 44, 27	funcoppc5 49122	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐹 ∈ (𝐶 Func 𝐷))
46	45	func1st2nd 49053	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (1st ‘𝐹)(𝐶 Func 𝐷)(2nd ‘𝐹))
47	46	funcrcl2 49056	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐶 ∈ Cat)
48	1	oppccat 17689	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐶 ∈ Cat → 𝑂 ∈ Cat)
49	11	oppccat 17689	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑂 ∈ Cat → (oppCat‘𝑂) ∈ Cat)
50	47, 48, 49	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppCat‘𝑂) ∈ Cat)
51	46	funcrcl3 49057	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝐷 ∈ Cat)
52	2	oppccat 17689	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ Cat → 𝑃 ∈ Cat)
53	12	oppccat 17689	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ Cat → (oppCat‘𝑃) ∈ Cat)
54	51, 52, 53	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (oppCat‘𝑃) ∈ Cat)
55	34, 36, 38, 40, 47, 50, 51, 54	natpropd 17947	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (𝐶 Nat 𝐷) = ((oppCat‘𝑂) Nat (oppCat‘𝑃)))
56	3, 55	eqtrid 2777	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝑁 = ((oppCat‘𝑂) Nat (oppCat‘𝑃)))
57	56	oveqd 7406	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → (𝐹𝑁𝐺) = (𝐹((oppCat‘𝑂) Nat (oppCat‘𝑃))𝐺))
58	32, 57	eleqtrrd 2832	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)) → 𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺))
59	10, 58	impbida 800	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐹𝑁𝐺) ↔ 𝑥 ∈ (𝐿𝑀𝐾)))
60	59	eqrdv 2728	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹𝑁𝐺) = (𝐿𝑀𝐾))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ‘cfv 6513  (class class class)co 7389  1^st c1st 7968  2^nd c2nd 7969  Catccat 17631  Hom_f chomf 17633  comp_fccomf 17634  oppCatcoppc 17678   Func cfunc 17822   Nat cnat 17912  oppFunccoppf 49099

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-cnex 11130  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150  ax-pre-mulgt0 11151

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-pss 3936  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6276  df-ord 6337  df-on 6338  df-lim 6339  df-suc 6340  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-riota 7346  df-ov 7392  df-oprab 7393  df-mpo 7394  df-om 7845  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-tpos 8207  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8380  df-er 8673  df-map 8803  df-ixp 8873  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218  df-ltxr 11219  df-le 11220  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12188  df-2 12250  df-3 12251  df-4 12252  df-5 12253  df-6 12254  df-7 12255  df-8 12256  df-9 12257  df-n0 12449  df-z 12536  df-dec 12656  df-sets 17140  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17186  df-hom 17250  df-cco 17251  df-cat 17635  df-cid 17636  df-homf 17637  df-comf 17638  df-oppc 17679  df-func 17826  df-nat 17914  df-oppf 49100

This theorem is referenced by:  fucoppclem  49376  lmddu  49635